C语言使用技巧（二十六）：通俗易懂理解C 位域

如果程序的结构中包含多个开关量，只有 TRUE/FALSE 变量，如下：

struct
{
  unsigned int widthValidated;
  unsigned int heightValidated;
} status;

这种结构需要 12 字节的内存空间(int为4个字节，3个int就是12个字节)，但实际上，在每个变量中，我们只存储 0 或 1。在这种情况下，C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。
备注：int到底占多少个字节,却跟你的机器环境有关.下表中间的数字表明你是64bit还是32bit的机器.前面的I表示int,L表示long,LL表示long long,P就表示pointer.位于数字前面的类型表示跟中间的bit数保持一致.举个例子:ILP32LL 就是ILP是32位,LL是64位.

如果您在结构内使用这样的变量，您可以定义变量的宽度来告诉编译器，您将只使用这些字节。例如，上面的结构可以重写成：

struct
{
  unsigned int widthValidated : 1;
  unsigned int heightValidated : 1;
} status;

现在，上面的结构中，status 变量将占用 4 个字节的内存空间，但是只有 3 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量，每一个变量宽度为 1 位，那么 status 结构将使用 4 个字节，但只要您再多用一个变量，如果使用了 33 个变量，那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量，这个时候就开始使用 12个字节。让我们看看下面的实例来理解这个概念：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

/* 定义简单的结构 */
struct
{
	unsigned int widthValidated;
	unsigned int heightValidated;
	unsigned int lenghtValidated;
} status1;

/* 定义位域结构 */
struct
{
	unsigned int widthValidated : 1;
	unsigned int heightValidated : 1;
	unsigned int lenghtValidated : 1;
} status2;

int main()
{
	printf("Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
	printf("Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));

	return 0;
}

执行结果：

位域声明
在结构内声明位域的形式如下：

struct
{
  type [member_name] : width ;
};

下面是有关位域中变量元素的描述：

备注-----元素 描述：

• type 只能为 int(整型)，unsigned int(无符号整型)，signed int(有符号整型)三种类型，决定了如何解释位域的值。

• member_name 位域的名称。

• width 位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度。

带有预定义宽度的变量被称为位域。位域可以存储多于 1 位的数，例如，需要一个变量来存储从 0 到 7 的值，您可以定义一个宽度为 3 位的位域，如下：

struct
{
  unsigned int age : 3;
} Age;

上面的结构定义指示 C 编译器，age 变量将只使用 3 位来存储这个值，如果您试图使用超过 3 位，则无法完成。让我们来看下面的实例：

Age.age = 8; // 二进制表示为 1000 有四位，超出3位

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct
{
	unsigned int age : 3;
} Age;

int main()
{
	Age.age = 2;
	printf("Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age));//计算大小
	printf("Age.age : %d\n", Age.age);//输出值

	Age.age = 7;
	printf("Age.age : %d\n", Age.age);

	Age.age = 8; // 二进制表示为 1000 有四位，超出3位
	printf("Age.age : %d\n", Age.age);

	return 0;
}

执行结果：